[发明专利]一种分散式交直流混合系统储能SOC控制方法

说明书

本发明涉及一种分散式交直流混合系统储能SOC控制方法，属于电力电子领域中的变流器控制技术。本发明应用于交直流混合系统的直流储能变流器、交流储能三相变流器以及双向潮流控制器，适合交直流子网中均存在储能电池的孤岛微电网拓扑采用。该方法利用交流侧母线频率信号和直流侧母线电压信号分别携带交流侧储能和直流侧储能的SOC信息，通过协调控制算法实现两侧储能的SOC管理，有效避免了由于单侧储能的过充过放导致交直流混合微电网系统崩溃的情况。同时，本方法可利用本地信息实现潮流控制器的控制，不需要通信线缆，有效节约了通信成本。

技术领域

本发明涉及一种分散式交直流混合系统储能SOC控制方法，属于电力电子领域中的变流器控制技术。

背景技术

随着可再生能源的不断应用，针对可再生能源接入电网发电技术的研究显得愈发重要。对于微电网控制技术的研究是解决分布式电源应用，确保微电网安全稳定运行的有效途径。考虑到现今的负载特性，直流负载远多于交流负载，但是由于传统的大电网依然是交流网，单独直流微电网的建设相对困难。因此，国内外开始研究交直流混合微电网。为了确保微电网在孤岛状态下能够稳定运行，微电网通常需要储能电池进行功率平衡。因而对于微电网的控制算法设计还需要考虑储能的剩余电量。对于存在多台储能的交直流混合微电网，在功率平衡之外还需要考虑SOC的平衡，以确保整个微电网能够安全稳定地运行。

本发明提出一种分散式交直流混合系统储能SOC控制方法，能够有效解决交直流混合系统中交流子网和直流子网均配置有分布式储能拓扑的SOC平衡问题，从而确保微电网在孤岛情况下稳定运行。

发明内容

本发明旨在提出一种分散式交直流混合系统储能SOC控制方法，利用交直流子网自身母线的电气信息携带各自子网中储能SOC的状态，并通过双向潮流控制器实时改变交流子网和直流子网交换的功率，实现无通信情况下的SOC协调控制。从而解决交直流混合微电网中单侧储能过充或过放引发微电网故障的问题。

本发明具体技术方案步骤如下：一种分散式交直流混合系统储能SOC控制方法，包括如下步骤：

(1)利用交流侧储能的电池管理系统BMS估计交流侧储能的剩余电量SOC_ac，利用直流侧储能的电池管理系统BMS估计直流侧储能的剩余电量SOC_dc；

(2)利用SOC-f下垂算法得到交流侧储能输出频率参考f_ref，并通过dq0/abc变换得到储能交流三相变流器PWM控制信号；利用所述PWM控制信号控制变流器输出频率，实现交流母线频率f对频率参考f_ref的跟踪；所述交流侧储能输出频率参考f_ref通过公式(1)得到：

f_ref＝m(SOC_ac-SOC_ac.h)+f_rated (1)

其中，m为交流SOC-f下垂系数，SOC_ac,h为交流侧储能电池最佳状态下的SOC，f_rated为交流母线额定频率，f_rated＝50Hz。

(3)利用SOC-V下垂算法得到直流侧储能输出电压参考V_dc,ref，并通过PI控制器得到储能直流变流器的PWM控制信号；利用所述PWM控制信号控制变流器输出电压，实现直流母线电压V_dc对电压参考V_dc,ref的跟踪；所述直流侧储能输出电压参考V_dc,ref通过公式(2)得到：

V_dc,ref＝n(SOC_dc-SOC_dc,h)+V_dc,rated (2)